本實用新型涉及微波器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，無源器件憑借其低功耗、高可靠性而被廣泛地運用在電路系統(tǒng)中。近年來，隨著現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，頻譜資源顯得越來越緊張，越來越多的頻段被人們開發(fā)利用，便產(chǎn)生了許多同頻段信號。因此，如何解決有限空間內(nèi)多部收發(fā)信機同時工作的兼容，即如何解決同波段同址的干擾，就引起人們的重點關(guān)注。

為了避免干擾，工程上需要對這些同頻段信號進(jìn)行分路和合路。3dB電橋作為一種同頻合路器，本質(zhì)上是一種耦合度為3dB的定向耦合器。定向耦合器由兩組相互靠近的傳輸線構(gòu)成，利用小孔耦合、分支耦合、縫隙耦合或平行線耦合等方式，可以將一條傳輸線上的一部分信號功率耦合到另一條傳輸線上去，從而實現(xiàn)功率分配的作用。3dB電橋作為一種特殊的定向耦合器，也能起到功率分配器的作用，廣泛應(yīng)用在當(dāng)今的移動通信領(lǐng)域中。它可以將一個信號分為兩個等幅的并且有90度相位差的信號，以實現(xiàn)微波信號功率按等比例分配。

隨著更高頻率的射頻微波電路的廣泛應(yīng)用，帶狀線定向耦合器作為一種十分重要的微波器件，由于其結(jié)構(gòu)簡單、易加工和成本低等優(yōu)點，越來越多地被應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中。采用不同的耦合方案、耦合結(jié)構(gòu)以及帶狀線尺寸，極大地提高了耦合器設(shè)計的靈活度，可以制成各種性能的耦合器。大部分定向耦合器的原理都是通過在耦合端口把兩個波分量的相位相加，而在隔離端口相位相消來實現(xiàn)定向傳輸特性的，主要包括四種耦合機制：平行耦合、分支耦合，小孔耦合和匹配雙T。

1970年，F(xiàn).Arndt在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊(1970,18(9):633-638)上發(fā)表了論文“Tables for asymmetric Chebyshev high-pass TEM-mode directional couplers”，將連續(xù)漸變技術(shù)應(yīng)用于非對稱定向耦合器，提高了非對稱多節(jié)定向耦合器的性能，同時還給出了相關(guān)的設(shè)計表格，方便了漸變線非對稱定向耦合器的設(shè)計。2006年，S.Gruszczynski和K.Wincza等人在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊(2006,54(9):3501-3507)上發(fā)表了論文“Design of compensated coupled-stripline 3-dB directional couplers,phase shifters and magic-Ts-Part II:Broadband coupled-line circuits”，論文中利用匹配枝節(jié)對不連續(xù)性進(jìn)行補償，實現(xiàn)了很好的方向性和端口匹配。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋，以保證結(jié)構(gòu)簡單、端口間實現(xiàn)良好的隔離，滿足軍用通信業(yè)務(wù)頻段的要求。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋。所述新型寬帶雙層線3dB電橋，包括輸入端口、直通端口、隔離端口、耦合端口、第一帶狀傳輸線、第二帶狀傳輸線和介質(zhì)腔體。

所述第一帶狀傳輸線的兩端分別與輸入端口和直通端口相連接，第二帶狀傳輸線的兩端分別與耦合端口和隔離端口相連接。第一帶狀傳輸線和第二帶狀傳輸線設(shè)置在介質(zhì)腔體中，并關(guān)于介質(zhì)腔體中心對稱，第一帶狀傳輸線位于第二帶狀傳輸線的上方。第一帶狀傳輸線與第二帶狀傳輸線性質(zhì)一致，其電路參數(shù)和物理參數(shù)相同。

進(jìn)一步地，所述第一帶狀傳輸線包括三節(jié)耦合線，分別為位于兩端的端耦合線和位于中間的中心耦合線，端耦合線與中心耦合線均為緊耦合結(jié)構(gòu)形式。端耦合線與中心耦合線的耦合度均為3dB。

優(yōu)選地，所述中心耦合線的偶模特性阻抗大于端耦合線的偶模特性阻抗。

優(yōu)選地，端耦合線的寬度大于中心耦合線的寬度。

進(jìn)一步地，所述第一帶狀傳輸線與第二帶狀傳輸線之間存在偏置。

進(jìn)一步地，第一帶狀傳輸線的兩端分別通過端口引線與輸入端口和直通端口相連接，第一帶狀傳輸線與端口引線相連接的拐角開有倒角。第二帶狀傳輸線的兩端分別通過端口引線與耦合端口和隔離端口相連接，第二帶狀傳輸線與端口引線相連接的拐角開有倒角。

優(yōu)選地，所述倒角為45°倒角。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，結(jié)構(gòu)簡單，端口見隔離良好，適用225MHz～400MHz的頻率范圍，滿足軍用通信業(yè)務(wù)頻段的要求。

本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋中，第一和第二帶狀傳輸線軍由三節(jié)對稱耦合傳輸線構(gòu)成，采用偏置耦合的實現(xiàn)方式，方便根據(jù)所需耦合度調(diào)節(jié)帶狀線的錯位寬度，因此具有較大的設(shè)計自由度。

本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，第一和第二傳輸線的三節(jié)耦合線均采用緊耦合的結(jié)構(gòu)形式，使得相鄰兩節(jié)不同耦合線的線寬差異較小，同一節(jié)的兩條傳輸線之間偏置較小，減小了相鄰耦合線間的不連續(xù)性。

本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，在耦合線與端口引線連接的拐角處采用倒角，有效地避免了該處的不連續(xù)性所引起的信號反射現(xiàn)象。

附圖說明

圖1是本申請的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本申請的正視示意圖。

圖3是本申請的左視示意圖。

圖4是本申請實施例的傳輸特性仿真圖。

圖5本申請實施例的反射特性和格力特性仿真圖。

圖中：1-介質(zhì)腔體，2-輸入端口，3-直通端口，4-隔離端口，5-耦合端口，6-第一帶狀傳輸線，61,63-端耦合線，62-中心耦合線，7-第二帶狀傳輸線，8-端口引線。

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

如圖1-圖5所示，本申請?zhí)峁┮环N新型寬帶雙層線3dB電橋，包括輸入端口2、直通端口3、隔離端口4、耦合端口5、第一帶狀傳輸線6、第二帶狀傳輸線7、端口引線8和介質(zhì)腔體1。

第一帶狀傳輸線6的兩端分別通過端口引線8與輸入端口2和直通端口3相連接，第一帶狀傳輸線6與端口引線8相連接的拐角開有倒角。作為優(yōu)選，倒角為45°。

第二帶狀傳輸線7的兩端分別通過端口引線8與耦合端口5和隔離端口4相連接，第二帶狀傳輸線7與端口引線8相連接的拐角開有倒角。作為優(yōu)選，倒角為45°。

第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7設(shè)置在介質(zhì)腔體1中，并關(guān)于介質(zhì)腔體1中心對稱，第一帶狀傳輸線6位于第二帶狀傳輸線7的上方，二者在之間存在偏置，方便根據(jù)所需耦合度調(diào)節(jié)帶狀傳輸線的錯位寬度，增加了設(shè)計自由度。

第一帶狀傳輸線6與第二帶狀傳輸線7性質(zhì)一致，其電路參數(shù)和物理參數(shù)相同。第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7均包括三節(jié)耦合線。以第一帶狀傳輸線6為例，三節(jié)耦合線分別為位于兩端的端耦合線61、63和位于中間的中心耦合線62，端耦合線61、63與中心耦合線62均為緊耦合結(jié)構(gòu)形式。端耦合線61、63的物理參數(shù)一致，二者對稱設(shè)置在中心耦合線62兩端。端耦合線61、63與中心耦合線62的耦合度均為3dB。作為一種實施方式，中心耦合線62的偶模特性阻抗大于端耦合線61、63的偶模特性阻抗，端耦合線61、63的寬度大于中心耦合線62的寬度。

為了更好地說明本申請中電橋的性質(zhì)，對其特性進(jìn)行仿真。在本實施例中：

介質(zhì)腔體1的介電常數(shù)ε₁＝2.1，腔體高B＝22mm；

第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7的介電常數(shù)ε₂＝2.1，厚度t＝1.5mm，豎直方向上二者相距h為1.5mm；二者之間的偏置offset＝1.31mm；

端耦合線61、63的偶模特性阻抗Z_1ε＝Z_3ε＝112.77，耦合度C₁＝C₃＝3dB，長度l₁＝l₁’＝61.05mm，寬w₁＝7.5mm；

中心耦合線62的偶模特性阻抗Z_2ε＝127.04，耦合度C₂＝3dB長度l₂＝36.42mm，寬w₂＝6mm；

端耦合線61、63與端口引線8的連接的拐角處開有45°倒角，距離為q＝14mm；

端口引線8的阻抗為50Ω，長l₀＝30mm，寬w₀＝15.3mm。

仿真1，對本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋的傳輸特性進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖4所示。其中，S₂₁(dB)曲線代表輸入端口2到直通端口3之間的傳輸特性；曲線S₄₁(dB)代表了輸入端口2到耦合端口5之間的傳輸特性。

由圖4可知，本發(fā)明3dB電橋的傳輸特性曲線S₂₁和S₄₁在使用頻率范圍225～400MHz內(nèi)為3dB左右，帶內(nèi)波動為±0.5dB，耦合效果良好。

仿真2，對本申請?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋的反射特性與隔離特性進(jìn)行仿真，結(jié)果由圖5所示，其中S₁₁(dB)曲線代表輸入端口2的反射特性，S₂₄(dB)曲線代表直通端口3和耦合端口5之間的隔離特性曲線。

由圖5可知，在225～400MHz頻率范圍內(nèi)，本發(fā)明超寬帶3dB電橋的反射特性曲線S₁₁大于25dB，耦合端和隔離端之間隔離度S₂₄大于25dB。

以上對本實用新型的實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的改變、修飾、替代、組合、簡化等，均應(yīng)為等效的置換方式，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。